文档介绍：测量系统的干扰及抗干扰技术
测量系统的干扰及抗干扰技术
摘要:电子测量系统中的干扰是比较复杂的问题,往往令测量者感到束手无策,因此,本文较祥细地研究了电子测量系统中干扰的来源、途径及其抑制方法。
关键词:测量系统干扰抑制
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:

在实际测量中,人们常发现即使所选用的测量系统是由高精度、高稳定度、高质量的仪器所组成的,并且频率响应特性也很好,但在实际现场使用时,仍难免会受到程度不同的各种噪声的干扰。在测量系统中,由于内部和外部干扰的影响,会在测量信号上又叠加干扰电压或电流,通常把这种干扰称为噪声。噪声是电路中的一些非所期望的无用电信号。当所测量信号很微弱时,难免会出现噪声淹没信号的现象。
测量过程中干扰的影响通常表现为仪器读数的显著偏大或偏小,读数不稳,随机跳动,严重时甚至仪器不能正常工作以致损坏仪器,使测量过程无法进行。因此,认真研究测量过程中的干扰及其抑制方法,对测量结果唯一确定地表现被测量具有重要意义。

1干扰的主要来源
电子测量系统中的干扰来源主要有三个,即空间干扰、测量过程通道干扰和供电系统干扰。

空间干扰主要指电磁场在线路、导线、壳体上的辐射、吸收与调制。干扰来自测量系统的内部或外部。任一线路、导线、壳体等在空间均同时存在辐射、吸收与调制。

测量系统信息传输过程中,不可避免会存在干扰。长线传输是这种干扰的主要因素。由于测量系统信号频率的不断增加,测量系统的长线传输越来越不可避免。这样会出现信号的延时、畸变、衰减与通道干扰。

测量系统中最重要、并且危害最严重的干扰来源于电源的污染,随着大工业的迅速发展,电源污染问题日趋严重,这种污染表现为电源的停电、欠压、过压、浪涌、下陷等等。

2干扰的一般途径
电子测量系统中的干扰途径多种多样,基本上可分为寄生耦合及电磁辐射两大类。

(1)公共阻抗耦合
测量装置中的公共阻抗最常见的是地电阻及电源内阻,因为任何电源及输电线都存在内阻;进行电子测量时,往往要求各仪器具有公共接地点,由于接地焊片的氧化、虚焊,可能形成与地线之间较大的接触电阻,有时也可能由于地线本身的电阻率就不能忽略,这些都将形成一定的公共阻抗。当接地阻值不能忽略时,由于外电磁干扰以及各电路单元与电路底板或仪器之间共用一根地线等原因,将在接地电阻上捡拾到一个明显的干扰电动势,造成测量结果的误差。
当几个电路单元或电路底板共用一组直流电源时,就会通过电源内阻形成耦合,造成测量系统的自激振荡和信号串扰。
(2)分布电容耦合
测量装置中,仪器、电路板、元器件、接线、大地、人体等之间,都存在着极为复杂的分布电容。当工作频率较高时,这些分布电容的影响便不能忽略不计。严重时,将造成测量结果的巨大误差。
(3)分布电感耦合
一根简单的导线,在低频时可以看成一根理想的导体,但到高频时其分布电感影响便不能忽略。对于测量装置中的电感线圈、各类变压器、扼流圈、尤其要防止通过互感及电磁耦合形成的非正常信号通道。

当测量系统的频率较高时,较长的信号传输线,控制线,输入及输出线等,均会呈现出一定的天线效应。